2020-06-30
79
Целью работы является исследование процессов, протекающих на границе раздела фаз в керамических ион-проводящих материалах и нанокомпозитах полученных на их основе.
В настоящее время существует проблема получения твердотельных высокопроводящих материалов, обладающих проводимостью по различным ионам, в том числе по ионам лития. Такие материалы находят все большее применение в качестве селективных литий-проницаемых мембран для существующих (твердотельные суперконденсаторы, аккумуляторы и др.) и перспективных (литий-воздушные аккумуляторы) твердотельных электрохимических источников тока. Одними из ключевых требований к подобным материалам являются высокая ионная проводимость, которая сопоставима по своим значениям с жидкими электролитами, стабильность на воздухе, электрохимическая и термическая стабильности, а так же высокая газоплотность (отсутствие пористости). Данным требованиям удовлетворяют керамические твердые электролиты. Однако, процесс получения керамических мембран является крайне энергозатратным, так для формирования газоплотных материалов требуются высокие температуры отжига, либо использование дорогостоящих технологий. Одним из способов решения данной проблемы является переход от индивидуальных соединений к композитным системам типа «керамический ионный проводник - ионная соль», в которых газоплотность достигается за счет того, что ионная соль, заполняет все поровое пространство. Для формирования подобных систем необходимо образование прочной стабильной границы раздела фаз «керамический материал - ионная соль». Понимание процессов, протекающих на межфазной границе, позволит прогнозировать поведение подобных систем и проводить целенаправленный синтез новых материалов с заданными свойствами. Таким образом, данная работа является актуальной как с точки зрения получения фундаментальных знаний, так и практического применения подобных систем в твердотельных электрохимических устройствах.
|
|
|
Научный руководитель: к.х.н. Улихин А.С., A.Ulihin@gmail.com
Тема: Синтез композитных катодных материалов типа NMC для литиевых аккумуляторов методом золь-гель
Сегодня литий-ионные аккумуляторы – это наиболее популярный источник питания для многих устройств, начиная от мобильных телефонов и заканчивая электромобилями. Физическая основа литий-ионного аккумулятора – два электрода, анод (плюс) и катод (минус), разделенные пористым полимерным материалом. Во время зарядки, электрический ток перемещает ионы лития от катода к аноду, а во время работы батареи, ионы движутся обратно. Такие батареи обладают высокой удельной емкостью, длительным сроком службы и эксплуатационной безопасностью. Несмотря на существующие преимущества, задачи повышения емкости и скорости зарядки элементов питания остаются актуальными. Известные и используемые к настоящему моменту катодные материалы обеспечивают один из этих компонент. Одним из перспективных направлений является разработка смесевых композиций электродных катодных материалов, состоящих из двух (или более) активных компонентов, с целью использования преимуществ обоих (или более). Благодаря уникальной комбинации свойств такие катоды имеют преимущества: больший ресурс, снижение емкостных потерь при циклировании, уменьшение стоимости, улучшение термической стабильности, приемлемые профили зарядно-разрядных характеристик и др. Успех в этих областях будет в основном зависеть от дальнейшего изучения и разработки новых композиционных электродных материалов с более высокой плотностью энергии.
|
|
|
Научный руководитель: к.х.н. Матейшина Ю.Г, YuliaM@solid.nsc.ru
Место практики: ИХТТМ СО РАН
Тема: Особенности определения РЗЭ в продуктах механохимического синтеза
Многоэлементный количественный анализ РЗЭ в сложных объектах в настоящее время является одним из востребованных направлений неорганического анализа. Механохимический синтез новых композиционных материалов требует постоянного аналитического контроля содержания, как элементов основы синтезируемых соединений, так и содержания микрокомпонентов.
Лаборатория занимается синтезом новых функциональных материалов, используемых в промышленности, медицине, для решения экологических проблем и т.д.
Лаборатория оснащена современными приборами многоэлементного анализа методами атомной абсорбции, пламенной фотометрии (прибор производства Австралии AA 280 FS), масс-спектрометрии с индуктивно связанной аргоновой плазмой (AGILENT 7500 производства Япония), микроволновым автоклавом для разложения трудно-вскрываемых проб, исключающим загрязнения и сводящих к минимуму вредные выбросы в атмосферу.
Научный руководитель: к.х.н. Шацкая Светлана Станиславовна, shatskaya@solid.nsc.ru
Место практики: ИХТТМ СО РАН
Тема: Новые структурные типы электродных материалов в качестве матриц для интеркаляции ионов щелочных металлов
